煤炭科学技术

作者：孙四清, 杨帆, 郑玉岐, 张庆利,

关键词：煤层瓦斯含量, 定点取样, 密闭取样, 碎软煤层, 硬煤,

瓦斯含量是煤与瓦斯突出危险预测、煤层瓦斯资源量估算、矿井瓦斯治理工程设计的重要参数。围绕如何在大区域准确快速测定煤层瓦斯含量，依托国家科技重大专项、国家自然科学基金和煤炭企业联合基金等项目科技攻关，在取样、测试方面取得了一定进展。主要表现在如下4个方面：①煤层瓦斯含量测定取样经历了孔口接样、岩心管定点取样、压力引射定点取样和密闭取样4个阶段，密闭取样装备保压能力达到11.5 MPa，煤心直径达到38 mm；②针对不同煤层地质条件，发展形成了顺煤层定向长钻孔密闭取样、底板穿层钻孔密闭取样和顶（底）板梳状定向长钻孔密闭取样3种取样技术；③在河南焦作和山西晋城矿区硬煤层中，顺层定向长钻孔取样深度达到516 m，密闭取样法测得煤层瓦斯含量较常规取样法分别平均提高了0.44倍和1.04倍。在安徽淮南矿区碎软煤层中，穿层钻孔密闭取样深度达到209 m，测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了0.26倍；在安徽淮北矿区碎软煤层中，顶（底）板梳状钻孔密闭取样深度达到484 m，测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了0.19倍，密闭取样法在煤层瓦斯含量测定精度、探测范围上优于常规取样法；④在瓦斯含量测试方面，除了传统解吸法测试，发展了系列煤矿井下瓦斯含量快速测试装备，可实现最快30 min内测得煤层瓦斯含量，一般用于百米孔内的瓦斯含量测试。提出了煤层瓦斯含量测定密闭取样装备需向小型化、轻量化的方向发展，并能实现随钻密闭取样。在测试上，应根据实际情况确定合理的解吸终止限，并将测试装备和密闭取样装备进一步结合，以实现深孔瓦斯含量快速准确测定。密闭取样技术已成为煤层瓦斯含量大区域精准勘查、预测的主要手段，是煤炭安全高效开采的重要技术保障。

来源：2024年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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